#pragma once
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <queue>
#include "Thread.hpp"
#include "Mutex.hpp"
#include "Cond.hpp"
#include "Log.hpp"

namespace ThreadPoolModule
{
    using namespace ThreadModule;
    using namespace CondModule;
    using namespace MutexModule;

    /**
     * @brief 线程池默认线程数
     *
     * 作为命名空间级常量，使用inline const是最佳实践：
     * 1. inline允许在多个编译单元中重复定义
     * 2. const确保值不可修改
     */
    inline const int gnum = 5;
    template <typename T>
    class ThreadPool
    {
    private:
        // 构造函数，初始化线程池
        ThreadPool(int num = gnum)
            : _num(num), // 初始化线程数量
              _isrunning(false), // 初始化线程池是否运行状态
              _sleepernum(0) // 初始化休眠线程数量
        {
        }
        /**
         * @brief 启动所有线程
         *
         * 该函数用于启动所有未运行的线程。如果线程已经在运行中，则直接返回。
         * 启动每个线程后会记录成功启动的日志信息。
         */
        void Start()
        {
            // 如果线程已经在运行则直接返回
            if (_isrunning)
                return;
            // 设置运行标志为true
            _isrunning = true;
            // 遍历并启动所有线程
            for (auto &thread : _threads)
            {
                thread.Start();
                LOG(INFO, "start new thread success: {}", thread.Name());
            }
        }
        /**
         * @brief 唤醒所有等待在当前条件变量上的线程
         *
         * 该函数通过调用 Cond.hpp 的 Broadcast() 方法，向所有正在等待的线程发送唤醒信号。
         * 通常用于多线程同步场景，当某个共享资源状态改变时，通知所有等待线程重新检查条件。
         *
         */
        void WakeUpAllThread()
        {
            _cond.Broadcast();
        }
        /**
         * @brief 唤醒一个等待在当前条件变量上的线程
         *
         * 该函数通过调用 Cond.hpp 的 Signal() 方法，向一个正在等待的线程发送唤醒信号。
         * 通常用于多线程同步场景，当某个共享资源状态改变时，通知一个等待线程重新检查条件。
         *
         */
        void WakeUpOne()
        {
            _cond.Signal();
        }
        /**
         * @brief 删除拷贝构造函数（禁用ThreadPool的拷贝功能）
         *
         * 该构造函数被明确删除以防止ThreadPool实例的拷贝。
         * 线程池通常管理不应被复制的资源（如工作线程），
         * 因此禁用拷贝以避免潜在问题。
         *
         * @note 遵循C++的五法则 - 当一个特殊成员函数被显式定义/删除时，
         * 其他相关函数也应一并考虑。
         */
        ThreadPool(const ThreadPool<T> &) = delete;
        /**
         * @brief 删除拷贝赋值运算符
         *
         * 该运算符被显式删除，禁止ThreadPool实例的拷贝操作。
         * ThreadPool管理线程和任务队列等不可拷贝资源，
         * 拷贝会导致编译时错误。
         *
         * @tparam T ThreadPool处理的任务类型
         * @return ThreadPool<T>& (已删除)
         */
        ThreadPool<T> &operator=(const ThreadPool<T> &) = delete;

    public:
        /**
         * @brief 获取线程池单例对象
         *
         * 该函数采用双重检查锁定模式(DCLP)实现线程安全的单例创建。
         * 第一次检查避免不必要的加锁，第二次检查确保在锁保护下只创建一次实例。
         *
         * @tparam T 线程池处理的任务类型
         * @return ThreadPool<T>* 返回线程池单例的指针
         */
        static ThreadPool<T> *GetInstance()
        {
            // 第一次检查：无锁快速路径，避免已经创建实例时的加锁开销
            if (_inc == nullptr)
            {
                // 加锁保护临界区
                LockGuard lockguard(_lock);
                LOG(DEBUG, "获取单例...");
                // 第二次检查：确保在锁保护下只创建一次实例
                if (_inc == nullptr)
                {
                    LOG(DEBUG, "首次使用单例...");
                    _inc = new ThreadPool<T>();
                    _inc->Start(); // 初始化线程池
                }
            }
            return _inc;
        }
        /**
         * @brief 停止当前运行状态
         *
         * 该函数用于停止当前正在运行的状态。首先检查当前是否处于运行状态，
         * 如果未运行则直接返回；否则设置运行状态为false，并唤醒所有线程。
         * 通常用于资源清理或程序退出时确保所有线程能够正常结束。
         */
        void Stop()
        {
            // 如果当前未运行，则无需处理
            if (!_isrunning)
                return;
            // 设置运行状态为false并唤醒所有等待的线程
            _isrunning = false;
            WakeUpAllThread();
        }
        // 等待所有线程执行完毕
        void Join()
        {
            // 遍历所有线程
            for (auto &thread : _threads)
            {
                // 等待线程执行完毕
                thread.Join();
            }
        }
        /**
         * @brief 线程池中处理任务的工作线程函数
         *
         * 该函数运行在工作线程中，不断从任务队列中取出任务并执行。
         * 当线程池停止运行且任务队列为空时，线程退出。
         * 使用条件变量实现任务队列的等待/通知机制。
         */
        void HandlerTask()
        {
            std::string name;
            // 获取当前线程名称用于日志记录
            pthread_getname_np(pthread_self(), name.data(), name.size());
            while (true)
            {
                T t;
                {
                    // 加锁访问共享资源
                    LockGuard lockguard(_mutex);
                    // 等待条件满足：任务队列非空或线程池停止运行
                    while (_taskq.empty() && _isrunning)
                    {
                        _sleepernum++;
                        _cond.Wait(_mutex); // 释放锁并等待
                        _sleepernum--;
                    }
                    // 退出条件检查：线程池停止且任务队列为空
                    if (!_isrunning && _taskq.empty())
                    {
                        LOG(INFO, "{}", " 退出了, 线程池退出 && 任务列表为空");
                        break;
                    }
                    // 从任务队列获取任务
                    t = _taskq.front();
                    _taskq.pop();
                } // 自动释放锁

                // 执行任务（注意：在锁外执行以避免长时间持有锁）
                t();
            }
        }
        /**
         * @brief 将元素加入任务队列
         *
         * 如果线程池正在运行，则获取锁后将元素加入任务队列。
         * 如果有线程正在休眠，则唤醒其中一个线程来处理新任务。
         *
         * @tparam T 任务队列中元素的类型
         * @param  in 要加入队列的元素
         * @return bool 返回是否成功加入队列：
         *              - true 表示成功加入队列
         *              - false 表示线程池未运行，加入失败
         */
        bool Enqueue(const T &in)
        {
            // 检查线程池是否正在运行
            if (_isrunning)
            {
                // 获取锁并操作任务队列
                LockGuard lockguard(_mutex);
                _taskq.push(in);

                // 如果有线程在休眠，则唤醒其中一个
                if (_threads.size() == _sleepernum)
                    WakeUpOne();
                return true;
            }
            return false;
        }
        ~ThreadPool()
        {
        }

    private:
        std::vector<Thread> _threads; // 工作线程集合
        int _num;                     // 线程池中线程数量
        std::queue<T> _taskq;         // 任务队列，存储待处理的任务
        Cond _cond;                   // 条件变量，用于线程同步
        Mutex _mutex;                 // 互斥锁，保护共享资源
        bool _isrunning;              // 线程池运行状态标志
        int _sleepernum;              // 当前休眠线程数量
        static ThreadPool<T> *_inc;   // 线程池单例指针
        static Mutex _lock;           // 用于单例模式创建的静态锁
    };
    
    template <typename T>
    ThreadPool<T> *ThreadPool<T>::_inc = nullptr;
    
    template <typename T>
    Mutex ThreadPool<T>::_lock; 
} // namespace ThreadPoolModule
